Текущ час:0:00Обща продължителност:10:25

Видео транскрипция

В това видео ще разгледаме задълбочено транскрипцията. И малко преговор. Засегнахме малко тази тема във видеото за репликацията, транскрипцията и транслацията. Транскрипцията на прост език означава да презапишеш нещо, да презапишеш някаква информация под друга форма. Това е основното, което се случва. Транскрипцията е, когато взимаме кодираната информация в ДНК гена и кодираме основно същата информация в и РНК. При транскрипцията вървим от ДНК към иРНК. В това видео ще се фокусираме върху гените, които кодират протеини. Тази първа стъпка е транскрипцията – ДНК до иРНК. В следващо видео ще навлезем по-надълбоко в транслацията. Ще преведем тази информация в действителен протеин. Тези диаграми дават общ преглед над това. При бактериите е малко по-просто. Имаш ДНК, която просто си плува в цитозола и транскрипцията се случва. Започваш с тази ДНК, с този протеинокодиращ ген в ДНК и от него записваш информационната РНК. Виждаш това в лилаво ето тук. След това тази иРНК може да си взаимодейства с рибозомата. Това е процесът на транслацията: да образува наистина полипептида, да създаде протеина. В еукариотните клетки – и ще го разгледаме нашироко в това видео – транскрипцията на ДНК до иРНК се случва в ядрото. Има две основни фази. Тръгва се от ДНК и се стига до т.нар. пре-иРНК. Нека го запиша: пре-иРНК. Това е илюстрирано ето тук. После трябва да бъде претърпи обработка, за да се превърне, в това, което наричаме иРНК. Която от своя страна може да напусне ядото, за да бъде преведена в протеин. Сега като разгледахме нещата по-общо, нека видим подробно какво се случва. Да разберем кои са различните участници, а когато става дума за еукариотни клетки – каква обработка може да се случи. Ето тук ще започнем с протеинокодиращия ген вътре в ДНК. Точно тук. Първият участник, който не е ДНК или иРНК, е РНК-полимеразата Използва се, за да създаде дадена последователност – последователност от нуклеотиди, които ще бъдат иРНК. Тази РНК-полимераза трябва да знае откъде да започне. А как разбира откъде да започне? Като се прикрепя към последователност от ДНК, наречена промотор. Всеки ген има определен съответсващ промотор, особено, ако става дума за еукариотни клетки. Понякога е възможно да имаш промотор, отговарящ на група гени. Но най-общо – ако имаш ген, ще имаш промотър. Затова РНК-полимеразата знае, че трябва да се прикрепи точно тук. Щом се залепи, тя може да раздели двете нишки, разделя веригите. И е доста интересно, защото когато разгледахме подробно репликацията, видяхме всички тези участници: хеликазата и пр. Но този комплекс РНК-полимераза е наистина с големи възможности. Не само че разделя нишките, но след това може да кодира РНК. Прави го по същия начин, който науихме преди. Прави го в една посока. Може да добавя нуклеотиди само от 3'-края. Следователно закодира в посока от 5' към 3'. Забележи тази стрелка тук. Удължаваме я към 3'-страната на ДНК веригата. Както се вижда тук, когато това става, кодирането се случва само от една страна. Или има взаимодействие с, закодира се комплементарна информация само от едната страна. Нека помислим малко за това. Можеш да наречеш тази страна, с която има взаимодействие, страна образец. Понеже тази верига на ДНК действа като шаблон за образуването на РНК. Ако разгледаме информацията, която РНК ще закодира – тя ще съдържа същата информация като кодиращата верига, като срещуположната верига. Нуклеотидите ето тук – този нуклеотид ще е комплементарен на този тук. Точно както този нуклеотид е бил допълващ на този. И можеш да го видиш малко по-подробно тук, ако добавим реално нуклеотиди. Тази е веригата образец. Ако имаш тимин, тогава в РНК ще имаш аденин. И виж, в кодиращата верига на ДНК тук горе също имаш аденин. Кодиращата верига и РНК в основата си са една и съща последователност. Разликата е, че няма да откриеш тимин в РНК. Вместо него ще намериш подобна нитритна база – и това е урацил. Урацилът играе ролята на тимина, така че зашифроваш основно същата информация. Нека повторим, тази долна верига служи за шаблон. И получената РНК, която се закодира, ще носи основно същата информация, която сме имали на другата кодираща верига. За да добиеш представа как изглежда това – бих сложил "изглежда" в кавички, даже направих знах за кавички, докато го изговарях. Трудно е наистина да онагледиш как изглеждат тези неща. Но можеш да видиш тук комплекса РНК-полимераза, това е за определен организъм. Той може да бъде много, много сложен. Изумително е как тези неща си взаимодействат. Всеки път когато учиш биология и някой като мен ти дава такива опростени обяснения как тези ензими си взаимодействат с различните молекули като РНК и РНК, винаги помни колко невероятни са те. Те са тези молекули, взаимодействащи си, блъскащи се една в друга. И това се случва неимоверно бързо в клетката. Би трябвало да си във възхита от това. Случва се във всичките ти клетки, докато го говорим. Това е наистина невероятно нещо. Следващото, за което трябва да помисиш, ето тук – удължаваме РНК. И кога това спира всъщност? Тази РНК-полимераза ще продължи да се движи и тогава това синьото, нарекли сме го терминатор. Нека го запиша. Този участък тук е терминаторът. И има множество начини, по които той сигнализира на РНК-полимеразата: "Хей, време е да спреш." По-точно казано, той създава нещо структурно, за да се откачи полимеразата. Един механизъм, като това от тази илюстрация, е иРНК... (Това може да се случи при бактериите.) Закодираната иРНК оформя нещо като фиба. Трябва да има правилните комплементарни базови двойки, базови двойки ето тук, за да оформи този завой. Тази "фиба", заедно с нещата около нея, възпрепятстват полимеразата да продължи. Комплексът се променя малко и се разкача. Или поне хората мислят, че става така. Има други начини, по които терминаторът може да действа. Може да са последователности, които части от полимеразният комплекс разпознават. И прави структурна промяна, така че РНК-полимеразата да се пусне. Ако говорим за прокариоти, с това приключваме. Това ще е нашата иРНК, която след това може да отиде до рибозома и да бъде преведена в протеин. Но ако разглеждаме еукариоти, трябва да премине през зреене. Ако говорим за еукариот... Ако това е прокариот тук – това ще е нашата иРНК. Ако обаче това е еукариот, тогава това е нашата пре-иРНК, която сега трябва да премине през зреене. И може би ще кажеш: "Добре, как ще се обработи?" Има няколко неща, които ще се случат. Някои неща ще бъдат добавени в началото и края на иРНК. 5'-шапката, това е модифициран гуанин, модифициран гуанин. Ето тук. Тя ще помогне в процеса на транслацията, тъй като рибозомите се закачат за нея. После имаш тази полиА-опашка. Нарича се полиА-опашка, защото има много аденини накрая, ей тук. Тези не само подпомагат транслацията, но и осигуряват здравината на веригата – така че краищата на иРНК да не се увредят по някакъв начин. Другото нещо, което трябва да се обработи... И това е едно от онези изумителни неща в еволюционната биология. В тази иРНК последователност ще имаш части, които считаме за ненужни секвенции. "Ненужни" секвенции. Наричаме ги интрони. Ще го сложа в кавички, защото в еволюцията рядко нещата нямат абсолютно никаква цел. Но тези не са кодиращи за протеина, който е шифрован от първоначалния ни ген. И всъщност те се обработват, изрязват се. Няма да разглеждам подробно участниците, които причиняват изрязването. Но като част от зреенето при еукариотите, добавяш тази шапка, добавяш тази опашка и после изрязваш интроните. И щом са изрязани, ти остават екзоните. Имаш това, което ще се съедини с това и с това. И това е, което получаваш като резултат. Това е в еукариот, ще имаш узряла иРНК. Това видяхме ето тук в началото. Нека го подчертая в цвят, за да го видиш. Ето тук. Тази зряла иРНК се премества от ядрото до рибозома, където може да бъде преведена.